Beetle Respiration Meget Kompleks, Undersøgelse Finder

{h1}

Kompleks åndedrætsværn fundet i jordbagler.

Røntgenbilleder, der effektivt fjerner det uigennemsigtige ydre dæksel af biller, har afsløret, at bugterne har et mere komplekst åndedrætsværn på arbejdspladsen end tidligere antaget.
På trods af deres forholdsvis lille kropsstørrelse har insekter brug for mere end et simpelt, åndedrætssystem til at suge i nok ilt til at udføre grundlæggende processer som f.eks. Scuttling rundt.
Resultater fra en nylig undersøgelse viser, at snarere end luft passivt strømmer ind og ud, hjælper en yndefuld inflation og deflation af trachealrør skibs oxygen gennem legemet af jordbagler.
"Disse rør komprimeres på rytmisk måde, og i denne art sker det i løbet af et sekund," siger forsker Jake Socha fra Argonne National Laboratory i Illinois. Socha præsenterede forskningen på et møde i det amerikanske fysiologiske samfund (APS) i Washington, D.C. sidste måned.
"Trakeal kompression", som er analog med indånding hos mennesker og andre hvirveldyr, kan choreograferes af en muskelpumpe af forskellige slags, som forskningen antyder.
Lufthavnstransport
Bjørnene trækker vejret på en måde, der allerede er ret sofistikeret, og bruger op til 18 små åbninger, kaldet spiracles, der prikker midt- og bagparten af ​​deres kroppe. Når porerne er åbne, kan ilt-rige luft diffunderes i luftrørene, der er fastgjort til hullerne. Oxygenet bliver så skiftet gennem tusinder af sammenkoblede og forgrenede rør og dumpet i celler. Affaldsproduktet, kuldioxid, rejser derefter gennem rørene og ud hullerne.
"Der er et grundlæggende problem med gas-udvekslingssystem design, og dette er et spørgsmål om skalaen," sagde Socha.
Hvad han mener er, at når et dyr bliver større, stiger dets volumen mere end sit overflade, og det samme gælder for sine celler. Gasmolekyler kommer ind i cellerne gennem overfladen, så størrelsen af ​​denne "indgang" påvirker direkte, hvor meget ilt kan bevæge sig ind og ud.
"Hvis man ser på en enkelt celle, da cellen får større diffusion, går det ikke til at arbejde for at få ilt i cellen, fordi diffusion kun går en vis afstand," sagde Scott Kirkton fra Union College i New York. Kirkton studerer indånding, men er ikke involveret i denne billeforskning.
Denne tilfældige bevægelse af iltmolekyler, kaldet diffusion, kan kun bære den indgående luft hidtil, og så er det op til mekaniske processer at afhente slakken. "Da overfladeareal til volumenforhold bliver mindre, vil du ikke kunne få [ilt]. Du skal have en anden måde at transportere den på," fortalte Kirkton WordsSideKick.com.
Nylige undersøgelser har vist, at insekter, herunder biller, slugfe og kakerlakker, anvender aktive kropsbevægelser for at sikre åndedræt. Nogle pumper deres vinger for at slukke luft ind og ud af deres kroppe, mens andre presser deres bælg til at trække i det nødvendige ilt. Mekanismerne falder alle under konvektionens paraply eller flybevægelse af luft.
"[Insect] åndedræt er meget mere ligner os end hvad folk oprindeligt troede. De har en konvektiv komponent som vi gør, og de har en diffusiv komponent som vi gør," sagde Kirkton.

Røntgensyn

Indtil nu har insekternes indvendige arbejde, fra nøgler til små biller, været uden for grænserne for menneskets øjne. "For det meste fordi insekter er uigennemsigtige, kan du ikke se, hvad der sker med disse rør," sagde Socha.
En teknik, der er afhængig af højt drevne røntgenbjælker, har tilladt forskere som Socha en under-the-hood visning af levende, åndebille.
I den nylige undersøgelse har Socha og hans kolleger samlet billerbobler fra en lokal skov og tapet hver til en lille mount. Derefter placerede de biller på en plet i en cirkulær partikelaccelerator kaldet Advanced Photon Source på Argonne National Laboratory. Acceleratoren genopretter elektroner tæt på lysets hastighed, en proces der genererer røntgenstråler, der er en milliard gange kraftigere end den type der anvendes på hospitaler.
Resultatet var en video, der viste "blyantridser" af de hårtåbne åndedrætsrør. De små rør klemmes og frigives i et mønster af vinkler, der startede i en perfekt tidscyklus. "Så i et sekund har du deflation og så hurtig geninflation. Det ser ud til at ske overalt på én gang," sagde Socha.
De bemærkede et bizart mønster af små indrykninger langs hvert rør som dyret indåndede og udåndede. "Disse kompressioner synes at være disse fodboldformede dæmpninger, der bliver skubbet ind i luftrøret," sagde Socha.
Forskerne er ikke sikre på, hvordan disse kompressioner hjælper billedet. "Udpressningen kan fremskynde strømmen af ​​frisk luft ind, der hjælper iltudveksling," forklarede Socha. En anden ide er, at ved at flytte carbondioxid ud hurtigere, ville spiraklerne åbne for kun en kort tid, hvilket ville reducere vandtab fra porerne. "Eller det kan simpelthen flytte luft i kroppen," sagde Socha.
  • Top 10 fantastiske dyreevner
  • Billeder: Baggård Bugs
  • Stem nu: De uglieste dyr


Video Supplement: .




Forskning


Når Dyrene Lider, Betaler Landet En Pris (Op-Ed)
Når Dyrene Lider, Betaler Landet En Pris (Op-Ed)

Roaring & Soaring: Ny Udstilling Explorerer Dinosaur-Bird Connection
Roaring & Soaring: Ny Udstilling Explorerer Dinosaur-Bird Connection

Videnskab Nyheder


Pillen Gør Kvinder Til At Vælge Dårlige Venner
Pillen Gør Kvinder Til At Vælge Dårlige Venner

Kort Over Verdens Grundvandshow Viser Planetens 'Skjulte' Reservoirer
Kort Over Verdens Grundvandshow Viser Planetens 'Skjulte' Reservoirer

Hvor Meget Vand Er Der På Jorden?
Hvor Meget Vand Er Der På Jorden?

Ekspedition Til At Tælle Truede Kinesiske Marsvin
Ekspedition Til At Tælle Truede Kinesiske Marsvin

Mulig Nøgle Til Livets Kemi Afsløret I 50-Årige Eksperiment
Mulig Nøgle Til Livets Kemi Afsløret I 50-Årige Eksperiment


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com